Fe(OH)2的制备方法

Fe(OH)2制备 《氢氧化亚铁的制备》 教学思路 氢氧化亚铁的制备原本是教师演示实验，教材演示实验中出现的违反常规的操作（即滴管插入液面下）肯定会引起学生的疑惑，这恰恰正是探究的绝佳素材；而且按照教材中的要求制备氢氧化亚铁，很难观察到理想的实验现象，白色沉淀中往往夹杂着灰绿色，几乎分辨不出。 教学过程简述 实施举措： 1、通过分析实验的各个环节中可能存在的氧化因素，探索制备氢氧化亚铁实验的改进； 2、通过2003年全国高考理科综合第33，创设新的情境，引导学生创新性地探索制备氢氧化亚铁的新途径； 3、通过讨论、展示学生和教师提出的其他制备方法，研究制备氢氧化亚铁的新方法。 教学流程： 效果欠佳的原因分析 可能采取的改进措施 1、制备氢氧化亚铁的常规方法 试 剂：可溶性亚铁盐溶液——FeCl2溶液、FeSO4溶液等 可溶性碱溶液————NaOH溶液、KOH溶液、氨水等 反应原理：盐+碱→新碱+新盐 FeCl2+2NaOH→Fe(OH)2↓+2NaCl Fe2++2OH-→Fe(OH)2↓ 操 作：将NaOH溶液滴入FeCl2溶液中 实验现象：有沉淀生成，空气中的氧气很快将其氧化，白色沉淀夹杂着灰绿色，振荡后灰绿色变深，试管壁上有红褐色物质 原因分析：氢氧化亚铁很不稳定、极易被氧化，空气中的氧气很快将其氧化 2、制备氢氧化亚铁的改进方法： 实验关键：创造“无Fe3+、无O2”的环境，防止氢氧化亚铁被氧化 改进措施：分析可能有O2的各种情况 除去Fe3+、驱逐氧气 想方设法避免与空气接触 改进过程 1、 常规制备方法及现象： 所用试剂：可溶性亚铁盐溶液和可溶性碱溶液 反应原理：Fe2++2OH—→Fe(OH)2↓ 操作方法：如右图所示 观察现象：只有瞬间的白色，几乎分辨不出 白色沉淀中夹杂着灰绿色 很快转变成灰绿色 振荡后灰绿色变深 试管壁上甚至出现了红褐色物质 原因分析：Fe(OH)2很不稳定，极易被氧化，空气中的氧气很快将其氧化 2、 用常规方法得不到白色沉淀的原因分析： 内因——Fe(OH)2很不稳定，极易被氧化； Fe(OH)2具有很强的还原性 外因——空气中有O2； 溶液中可能有溶解氧； 溶液中可能有少量的Fe3+ 3、 制备氢氧化亚铁的关键： 需要创造的条件——无Fe3+的环境；无O2的环境 可以采取的措施——（1）排除溶液中的Fe3+ →加铁粉； （2）驱逐溶液中的溶解氧→加热煮沸； （3）避免与空气接触→反常规操作、油封、滴管的使用、试剂瓶装满等 4、高招亮相： （1）、利用H2排除空气——很自然地避免了溶液与空气的接触（图1） 图1 图2 图3 图4 图5 使用NaOH固体——减少了中间过程，从而减少了空气被带入的机会去掉了胶头滴管，避免了因滴管操作而挤入空气（图2） （2）、组合——利用H2排除了空气，创造了无O2的氛围；利用H2将I中生成的FeCl2溶液压入Ⅱ中(物理学中压强原理) （图3） （3）、利用医用注射器——吸取溶液排除空气（图4） （4）、利用电解原理——产生的Fe2+和碱溶液不与空气接触（图5） 5、练习：2003年全国高考理综第33题 用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀： 方法一：用不含Fe3+的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应来制备。 ⑴用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入 。 ⑵除去蒸馏水中溶解的O2常采用 的方法。 ⑶生成白色Fe(OH)沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液的液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是 。 方法二：在如图的装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂来制备。 ⑴在试管Ⅰ里加入的试剂是 。 ⑵在试管Ⅱ里加入的试剂是 。 ⑶为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是 。 ⑷这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是 。 6、 小结： 图6 氢氧化亚铁的制备实验创新 一、实验改进理由： 必修1课本P制备氢氧化亚铁的实验采取直接往NaOH溶液中滴加FeSO4溶液来制备Fe(OH)2，但实验现象是沉淀由白色很快变为灰绿色最后变为红褐色。因为二价铁具有较强的还原性，会很快变为三价铁，其实很难观察到白色。为让白色即Fe(OH)2存在更长的时间，便于观察其颜色特把此实验改进如下。 二、实验改进原理： 1、FeSO4溶液易被氧化为Fe2(SO4)3，可往经加热后的硫酸中加入适量的铁粉来制备FeSO4溶液。 2、因Fe(OH)2沉淀迅速由白色变为灰绿色最后变为红褐色，是由于溶液中含有大量O2，一方面必须先把稀硫酸和NaOH溶液中溶解的O2除去，这可以通过加热的方法来除去，另一方面，还要防止在实验操作中把空气中的O2再溶解进溶液中。 3、可防止FeSO4溶液中的铁粉对观察Fe(OH)2的颜色造成的影响。 三、实验准备： 制备半透膜：准备一个完好无损的鸡蛋，用稀盐酸浸泡，直到蛋壳完全溶于盐酸中，接着用剪刀在蛋的端部小心剪一个小口，把里面的蛋黄蛋清轻挤干净。 四、实验操作步骤： 1、准备250mL烧杯两个，分别往烧杯里倒入 适量NaOH溶液和适量的稀硫酸，用酒精灯加热，边加热边用玻璃棒搅拌，让溶液里面的O2充分逸出。 2、待溶液冷却后，往半透膜中加入少量的铁粉，然后用胶头滴管加入适量的稀硫酸，用一条小绳子绑住半透膜的开口处，把绳子的一端悬挂在铁架台上，后将半透膜浸入NaOH溶液中，观察现象。 四、实验改进后的亮点分析 1、在稀硫酸中加入过量铁粉可以防止FeSO4被氧化成Fe2(SO4)3，而半透膜的作用在于可防止铁粉和Fe(OH)2沉淀混在一起，对Fe(OH)2的颜色观察造成影响，并且不阻碍FeSO4溶液的通过。 2、把FeSO4溶液和NaOH溶液加热后再实验，可防止溶液解氧对实验造成的影响。 改进方法 常规方法 Fe(OH)2的制备 Fe (OH)2的性质 电解原理 使用固体 利用氢气 油封 反常规 Fe(OH)2制备——无Fe3+、无O2 Fe(OH)2性质——强还原性 PAGE 2 zzy